[发明专利]无人船任意路径的追踪控制方法

说明书

本发明公开了一种无人船任意路径的追踪控制方法，包括以下步骤：遥控无人船行驶任意一段路径，并自动存储该段路径的坐标点作为期望路径；对期望路径进行滤波处理，得到最终路径信息；对最终路径信息计算得到控制信息；根据控制信息和无人船当前位置坐标，计算得到无人船实际运动信息；将无人船实际运动信息发送至无人船，控制无人船按照期望路径运动。用户可以通过操作端，控制无人船任意行驶一段曲线路径，后台自动记录并提取所行驶的路径信息，同时可以根据无人船的实时位置自动计算出所需的控制指令，使无人船实现对任意曲线的跟踪，达到任意曲线路径自主导航的目的。

技术领域

本发明涉及无人船自动控制领域，更具体地说是一种无人船任意路径的追踪控制方法。

背景技术

近年来，随着无人化智能化深入推进到水面清洁领域，无人船的自主导航与控制越来越受到重视。现有的无人船自主导航采用的是通过在操作端标点形成直线段路径，进而实现点与点之间直线行驶。如公开号为CN201725222U的实用新型专利公开的基于单个目标点进行自主导航控制的无人船导航算法，该算法根据船只当前位置与目标点的位置的偏差，计算得到船只的控制指令，进而达到直线行驶的效果。

在实际场景中，由于河流湖泊等水面垃圾经常积聚在堤岸附近，这里形状崎岖变化，直线行驶效率低下，且难以较好的贴合堤岸形状。同时在狭窄河道中，直线行驶标定复杂且实现困难。因此无人船对任意曲线路径的追踪控制具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人船任意路径的追踪控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无人船任意路径的追踪控制方法，包括以下步骤：

遥控无人船行驶任意一段路径，并自动存储该段路径的坐标点作为期望路径；

对期望路径进行滤波处理，得到最终路径信息；

对最终路径信息计算得到控制信息；

根据控制信息和无人船当前位置坐标，计算得到无人船实际运动信息；

将无人船实际运动信息发送至无人船，控制无人船按照期望路径运动。

其进一步技术方案为：所述遥控无人船行驶任意一段路径，并自动存储该段路径的坐标点作为期望路径的步骤，包括：

每隔一定时间依次记录储存无人船当前位置点N_i的位置坐标，形成期望路径的点队列

其进一步技术方案为：所述对期望路径坐标进行滤波处理，得到最终路径信息的步骤，包括：

删去期望路径中的重复点，形成路径点队列

删去路径点队列中的临近点，形成路径点队列

检测路径点队列有效性，删除偏离点，将剩下的路径点组成路径点

队列

用插值的方法进行无人船路径点补充，形成路径点队列

其进一步技术方案为：所述对最终路径信息计算得到控制信息的步骤，包括：

计算无人船路径切线方向角，任选路径点队列中的相邻两点N_i和N_i+1，点N_i处的切线方向角等于点N_i和N_i+1所在直线的方向角α_i，形成切线方向角序列α＝{α₁,α₂,α₃......α_n}；